某研究性学习小组设计了测定纯碱(Na2CO3)样品(只含NaCl杂质)中Na2CO3质量分数的实验方案.请回答下列问题:
小资料:碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙的混合物
(1)气体法。
【原理思路】利用Na2CO3与稀硫酸反应产生CO2,通过测量丙装置实验前后的质量得出CO2质量,从而计算碳酸钠的质量分数。(不考虑原装置内空气的影响)
【实验分析】小科同学根据以上思路,设计了如图1的实验装置。
图1
①实验装置乙中盛放的试剂为 ,
其作用是 ;
装置丁中碱石灰的作用是 。(填字母)
A.吸收Na2CO3与稀硫酸反应产生CO2
B.防止外界空气中二氧化碳进入丙中
C.干燥二氧化碳
②实验中如果滴加稀硫酸的速度过快,会导致测得样品中碳酸钠的
质量分数 (填写“偏高”“偏低”或“不变”).
③小明同学认为小科的方案存在问题,即使操作规范下也会造成结果偏低,你
认为他的理由是 ,应该将装置甲中双孔橡
胶塞换成三孔橡胶塞,并增加图2装置,实验结束后缓缓通入一段时间空气,
目的是 ,其中NaOH溶液的作用是 。
图2
(2)沉淀法.
【实验原理】利用碳酸根离子与钙离子结合生成沉淀,通过沉淀的质量而得出碳酸钠的质量分数。
【实验步骤】①用托盘天平称取样品11.0g放入烧杯中,加水使其完全溶解;
②加入过量的CaCl2溶液充分反应。证明CaCl2过量(即Na2CO3已完全反应)的方法是: 静置,向上层清液中滴加 溶液,如果没有白色沉淀生成,证明CaCl2过量;
③过滤、操作X、干燥、称量沉淀的质量为10.0g,操作X的名称是 ,如果缺少此操作会造成碳酸钠质量分数 (填写“偏高”“偏低”或“不变”)。
④通过以上提供的数据计算出样品中碳酸钠的质量分数为 。(写出计算过程,结果保留至0.1%,共3分)
请根据材料与要求回答下列问题:
(1)如图1中标号为①的仪器名称是,实验室用高锰酸钾制取并收集氧气,可选用图中的(填字母)装置.
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气时,会用到一团棉花,这团棉花的作用是,生产氧气的化学方程式是.
【阅读资料】过氧化钠(化学式为
)是一种浅黄色固体粉末,二氧化碳与过氧化钠反应可生成氧气,反应的化学方程式为
,潜艇利用该反应原理供氧.
(3)刘丰同学想验证潜艇供氧原理,请写出实验室用石灰石制取
的化学方程式.
(4)用如图2装置制取的氧气中,含有少量二氧化碳气体,应该在H与I之间添加("甲"或"乙")装置进行气体净化;该实验中,装置H的玻璃管里固体颜色会由浅黄变成.
张宁和刘明同学学习完酸、碱、盐后发现:碱溶液能使酚酞溶液变红,
溶液也能使酚酞溶液变红。通过学习知道,碱溶液使酚酞溶液变红,是因为碱在水中离解出
,那么
溶液中究竟是哪种粒子使酚酞溶液变红呢?请你帮助他俩完成实验探究。
【提出问题】
属于(填"酸"、"碱"、"盐"),为什么能使酚酞溶液变红?
【进行猜想】
(1)
使酚酞溶液变红。
(2)水分子使酚酞溶液变红。
(3)使酚酞溶液变红。
【设计实验】
(1)实验Ⅰ的目的是为了验证猜想不成立。
(2)刘明同学认为实验Ⅱ没必要做,他的理由是。
(3)实验Ⅲ滴入
溶液,振荡,酚酞试液变红。向变红后的溶液中滴加
溶液至过量,振荡,出现的现象是,反应的化学方程式是。(提示:
溶液呈中性)
(4)由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得出猜想(3)正确。张宁对此结论有些质疑,于是他查阅资料。
【查阅资料】
溶液中,
和
发生如下反应:
【得出结论】 溶液中使酚酞溶液变红的粒子是。
化学是以实验为基础的自然科学,下图所示为实验室常用的实验装置:
据此回答:
(1)实验室若用A装置制取氧气,写出反应的化学方程式。
(2)实验室通常用石灰石和稀盐酸反应制取
,所需要的装置组合是(填装置序号);也可以用碳酸氢钠(
)固体加热分解(产物为碳酸钠、二氧化碳和水)来制取,该反应的化学方程式为。
(3)F装置可用来测量生成的
气体的体积,其中在水面上放一层植物油的目的
是。
(4)实验室若检验
应选择装置,其反应的化学方程式为。
"鱼浮灵"主要成分是过碳酸钠(
),俗称固体双氧水。兴趣小组对其进行以下探究:
[性质探究]
(1)取少量"鱼浮灵"于试管中加水,有持续细小气泡缓慢放出;向试管中加入少量
粉末,产生大量气泡。将带火星木条伸入试管,木条,说明有
生成。
(2)取实验(1)中上层清液,测得溶液
;向溶液中滴加足量稀盐酸,产生大量气泡;将产生的气体通入澄清石灰水中,出现浑浊现象,说明有生成。
结论:过碳酸钠具有
和
的双重化学性质。
[工业制备]
(3)稳定剂的作用是;稳定剂中
和
发生复分解反应,生成一种难溶物将过碳酸钠粒子包裹住,该反应的化学方程式为。
(4)浊液中加入异丙醇的作用是。
(5)操作Ⅱ中洗涤晶体的试剂最好选用(填字母)。
A.饱和
溶液 B水 C异丙醇 D稀盐酸
(6)根据下表数据,你认为上述制备反应的最佳温度范围是℃。
温度范围/℃ |
5~10 |
10~15 |
15~20 |
20~25 |
活性氧含量/% |
13.94 |
14.02 |
15.05 |
14.46 |
"鱼浮灵"的产率/% |
85.49 |
85.78 |
88.38 |
83.01 |
注:活性氧含量是指产品中能转化为O2的氧元素的质量分数。
[组成测定]利用下图装置进行产品中活性氧含量测定和过碳酸钠(
)组成的测定(杂质对测定无影响)。
查阅资料:①"鱼浮灵"中活性氧含量≥13.0%是一等品,≥10.5%是合格品。
②过碳酸钠能与酸反应放出
和
。
(7)实验前先缓慢通
一段时间,加热铜网至红热后,再缓慢滴入过量稀硫酸,直至
中样品完全反应;继续缓慢通,其目的是。
(8)若先滴入稀硫酸,后加热铜网,会导致
的值(填"偏大"或"偏小")。
(9)装置
的作用是(填序号)
①除去气体中的水蒸气 ②便于观察和控制气流速度
(10)实验测得C装置中铜网增重1.2
,
装置增重2.2
。该产品中活性氧含量为%;属于(填"一等品"或"合格品");
=。
兴趣小组同学向盛有生石灰的烧杯中加入碳酸钠溶液,搅拌、过滤、洗涤、干燥后得到固体A和溶液B,并对固体A和溶液B进行探究。
上述实验中发生的反应有:①
;②(写化学方程式)。
Ⅰ.固体A成分的探究及测定
[猜想]
①固体A中只有
;
②固体A中含有
和
;含有
的理由是。
[实验]
取少量固体A于试管中加足量水,振荡、静置,向上层清液中滴加硫酸铜溶液,出现,猜想②成立。
[组成测定]
取8.7g固体A于试管中,加足量稀盐酸至固体完全溶解,收集到纯净
2.2g,则固体A中
和
的质量比为。
Ⅱ.溶液B的成分探究
[猜想]
①溶液B中的溶质是
;
②溶液B中的溶质是
和
;
③溶液B中的溶质是
和
。
根据对固体A成分的探究,小组同学认为猜想③正确,其理由是。
[实验]
取少量溶液B于试管中,滴加溶液,产生白色沉淀,证明猜想③正确。